Adenosina trifosfatoa (ATP) purina batek (adeninak), azukre batek (erribosak) eta hiru fosfatok eratzen duten molekula da. ATParen funtzio nagusia da zelulak bere jarduera betetzeko behar duen energia-iturria izatea; hori dela eta, “txanpon energetiko” gisa ere ezagutzen da. Horrez gain, ATPa eta haren deribatua den deoxiATPa RNAren eta DNAren sintesirako erabiltzen dira, hurrenez hurren. Azkenik, aipatzekoa da ATPak hainbat bidezidor biokimiko erregulatzeko duen gaitasuna.

ATP-a eta energia

Izaki bizidunen metabolismoa bi ataletan bana daiteke: katabolismoa eta anabolismoa. Katabolismoaren bitartez, izakiak elikagaietatik lortutako metabolito konplexuak (azukreak, lipidoak, proteinak) degradatu egiten ditu, eta metabolito sinpleak eta energia lortzen ditu. Energia horren gehiengoa ATP moduan gordetzen da. Ondoren, zelula-osagaien sintesia burutzen da erreakzio anabolikoen bitartez. Horretarako, aurreko urratsean lortutako metabolito sinpleak eta ATPa erabiltzen dira molekula konplexuagoak eratzeko.

ATP-aren sintesia

ATParen sintesi-erreakzioa hau da:

ADP + Pi  → ATP + H2O

Erreakzio hori gertatzeko, 7,3 kcal/mol-eko energia behar da. Energiaren jatorriaren arabera, ATParen sintesirako bi mekanismo daude:

Substratu mailako fosforilazioa

Kasu honetan, entzima disolbagarri batek katalizatutako erreakzioan askatutako energia erabiltzen da, ADP eta fosfato ez-organikotik abiatuta ATPa lortzeko. Fosforilazio honen bi adibide:

Fosforilazio oxidatiboa

Kasu honetan, arnas katean, NADH- eta FADH2-molekulen elektroien transferentziaren ondorioz sortutako protoien gradientetik lortzen da ATParen sintesirako behar den energia. ATP sintasa konplexu entzimatikoa protoiek gradientearen alde mugitzeko duten joeraz baliatzen da ATPa sintetizatzeko behar den energia lortzeko. NADH-molekula bakoitzak eragiten duen protoi-mugimendua nahikoa da 3 ATP-molekula sintetizatzeko, eta FADH2-molekula bakoitza nahikoa da 2 ATP sintetizatzeko. Fosforilazio-mota hau katalizatzen duen konplexu entzimatikoa zelula prokariotoen mintz plasmatikoan, animalia-zelulen mitokondrietan eta landare-zelulen kloroplastoetan egoten da.

Beheko taulak hainbat makromolekularen katabolismoan lortzen den ATP-ekoizpen totala erakusten du. Taulan, ikus daiteke ATP-lorpena konposatuaren izaeraren menpekoa (azukre/gantz-azido) zein katabolismoa gertatzen deneko baldintzen menpekoa (aerobiosi/anaerobiosi) dela. Bestalde, gantz-azido aseek (estearikoek) eta asegabeek (oleikoek) errendimendu ezberdina eskaintzen dutela ere adierazten du.

ATP-aren degradazioa

ATPa da anabolismoan eta, oro har, zelulako jarduera gehienetan erabiltzen den energia-iturri nagusia. ATParen fosfato-taldeen arteko loturak energia-eduki handikoak dira, eta, apurtzen direnean, energia askatu egiten da.

ATP-molekula

Kasu batzuetan, ATPtik fosfato bakarra askatzen da, eta azken produktu gisa adenosina difosfatoa (ADP) lortzen da. Erreakzio horretan askatzen den energia 8.000 kcal-koa da. Beste batzuetan, aldiz, bi fosfato askatzen dira, eta adenosina monofosfatoa (AMP) lortzen da.